Yhdeksäs planeetta?

[mistral]

Saa nähdä kuinka mahdollinen 9. planeetta löytyy. Jos se on niinkin iso kuin väittävät, saattaisi siitä saada muutaman fotonin kennollekin, ainakin NOT teleskoopilla Kanarialla. Kyllähän aurinkokunta on niinkin iso kuin 250 000 au läpimitaltaan jos läpimittana pidetään 4 valovuotta. Eli 250 000 au:n palloon mahtuu paljon materiaa mikä lienee muinaisten supernovien jäljiltä. Suuri (?) osa on jo auringossa mutta keskipakovoima on pidättänyt osan "kertymäkiekossa", eihän sitä enää voi kertymäkiekoksi sanoa mutta karkeasti ekliptikan tasossa on enemmän materiaa kuin muissa suunnissa.

[VeskuP]

Olisiko ollut eilen, kun Iltasanomien sivuilla tototettiin kovastikin kyseisestä asiasta, ajattelin silloin linkata sen tuonne avaruushuumorin puolelle, lähinnä jutun kommenttien vuoksi. Kyllä sai todellakin nauraa kun noita kommentteja luki, vaikkakin olihan seassa ihan asiallisiakin komentteja... Mutta joo, kyllähän tuonne aurinkokunnan ulko-osiin mahtuu varmasti kaikenlaista, joten saa nähdä jos kyseinen planeetta joskus löytyy.

[mrkat]

Tieteellisen artikkelin nojalla arvioin:
Kappaleen keskietäisyydestä a~700 AU saadaan, että kiertoaika suuruusluokaltaan 18500 vuotta. Elliptisyys e=0.60 josta saadaan ap=pienin etäisyys auringosta on 280 AU joka on liki 10 kertaa kauempana kuin kaukaiset Pluto ja Neptunus (~30 AU). Tämä PLanet X(miksei IX?) ei koskaan tule lähellekään maapalloa ihmiskunnan elon aikana.
Sen ratansa lähin piste (periheli) on suunnilleen vastakkaisella puolen taivasta kuin: Kuiperin vyöhykkeen kappaleiden perihelit ja likimain jossa 2012VP113 ja Sedna juuri nyt ovat.

Tässä selventävä video aiheesta:
https://www.youtube.com/watch?v=42GeoCVaZQg

Laskeskelin itse, että Kuiperin isorataisten kappaleiden perihelien keskiarvopiste olisi Härän kuviossa (Noin 4h20 +7ast, Hyadien ja Seulasten tähtijoukkojen alapuolella), siitä laskien Planet X:n periheli olisi jossain Käärmeenkantajan kuvion seutuvilla (RA=16h20m dekl=-7ast) jossa suunnalla se hitaasti ryömisi jos se nyt hyvällä tuurilla sattuisi just nyt lähimpänä aurinkoa olemaan.

[Pappis]

Eipä ole vielä löytynyt...

Olisiko mahdollista, että auringolla olisi ollut hypoteesin mukainen 9. planeetta, joka on muiden kappaleiden ratoja muokkaillut kuvatulla tavalla, mutta joku "viimeaikainen" tähden lähiohitus olisi singonnut sen radaltaan aivan muualle?!

Edit: Kai se mahdollista on, mutta onko todennäköistä? Onko lähiohituksia lähimenneisyydessä "oikealla suunnalla"?

[Pappis]

Keskustelu jatkuu...

https://astronomynow.com/2021/02/16/the-case-for-and-against-the-still-unseen-planet-nine/

[T. Öhman]

Keskustelu jatkuu...

https://astronomynow.com/2021/02/16/the-case-for-and-against-the-still-unseen-planet-nine/

Ei tunnuta tuosta juupas-eipäs-asetelmasta paljonkaan päästävän eteenpäin. Tuosta valintaefektistäkin kirjoitettiin jo joku vuosi sitten. Jos sitä Ykää ei löydy, tämä ihan sama vääntö varmasti jatkuu vuosikaudet...

Teemu

[ispa]

Tässä webbiartikkelissa Oudosti pyörivä nuori lähitähti V889 Herculis on juttua uuden planeetan löytymisstä.

[Eusa]

Tein laskelmia mallilla, jossa aika-avaruuden kaarevutta ylläpitävä yleisen suhteellisuusteorian kentän tyhjöenergia huomioidaan pimeänä aine-energiana.

Nosteisen ainekentän laskelmat Kuiperin vyöhykkeen dynamiikassa

1. Teoreettinen tausta
Nosteisen ainekentän teoriassa oletetaan, että kenttä koostuu kahdesta komponentista, jotka kaareuttavat 4-ulotteisesti null-geodeesejä: ajan kaltaisen aineen itseiskiihtyvyys ja tyhjiöenergian itseiskiihtyvyys:
g = g_{GR} + g_{vacuum}
missä:
g_{GR} on yleisen suhteellisuusteorian mukainen kiertoradan kiihtyvyys
g_{vacuum} on nosteisen ainemateriaalikentän aiheuttama lisäkomponentti 

Molemmat vaikuttavat kaarevuuden laajenemiskiihtyvyyksinä kehittyvässä nosteisessa kentässä pienentäen koordinaattitilavuutta.

Keskitymme periaatteessa suhteellisuuteen tarkkojen arvojen sijaan analysoidaksemme, voiko kiihtyvyyskenttä poiketa merkittävästi oletetusta. Tämä tarkoittaa, että erittäin eksentrisillä radoilla korjaukset, erityisesti kaukana kentän dominanssialueelta, on huomioitava erittäin pitkillä aikaväleillä.

2. Nosteisen ainemateriaalikentän vaikutus
Nosteisen ainemateriaalikentän energiatiheys seuraa yhtälöä: 
dE/dV = g² / (8πG) 
Tämä energiatiheys aiheuttaa, kokonaisuutta tarkastellen, gradienttiin asteittaisen lisävaikutuksen, joka voidaan laskea seuraavasti: 
g_{vacuum} = √(8πG * ∫(dE/dV)dV) - g_{GR} 

Lasketaan tyhjöenergian massaekvivalentti kiihtyvyysgradienttikuoressa Pluton kiertoradan etäisyydellä ja verrataan sitä Auringon massaan.

Alkudata: 
- Pluton keskimääräinen etäisyys Auringosta: r ≈ 39.5 AU ≈ 5.91 × 10¹² m
- Gravitaatiovakio: G ≈ 6.67 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²
- Auringon massa: M_sun ≈ 1.989 × 10³⁰ kg

Nosteisen ainekentän energiatiheys: 
dE/dV = g² / (8πG) 

missä g = GM_sun / r² 

Integraatio kiihtyvyyskuoren sisältä: 
E = ∫(dE/dV)dV = ∫(g² / (8πG)) * 4πr² dr 

Integraatio välillä 0–r: 
E = (G² M_sun² / 2) * ∫(1/r²) dr 
E = (G M_sun² / 2r) 

Massaekvivalentti: 
E = mc² 
m = E/c² = (G M_sun² / 2rc²) 

Korvaaminen arvoilla: 
m = (6.67 × 10⁻¹¹ * (1.989 × 10³⁰)²) / (2 * 5.91 × 10¹² * (2.998 × 10⁸)²) 
m ≈ 1.65 × 10²⁹ kg 

Vertailu Auringon massaan: 
Suhde = m / M_sun ≈ 1.65 × 10²⁹ / 1.989 × 10³⁰ ≈ 0.083 

Tulos: Tyhjiöenergian massaekvivalentti kiihtyvyyskuoren sisällä Pluton kiertoradan etäisyydellä on noin 1.65 × 10²⁹ kg, mikä on noin 8.3 % Auringon massasta.

Kun otetaan huomioon g:n kasvu sisäisillä alueilla, tulos nousisi noin 10 %:iin Auringon massasta. Kuitenkin kiihtyvyys laskee ulospäin mentäessä. Laajennettaessa Kuiperin vyöhykkeen ulkoalueille arvioimme 1.7³ × 8.3 % ≈ 40 % lisävaikutukseksi.

3. Sovellus Kuiperin vyöhykkeen kohteisiin
Tarkastellaan Kuiperin vyöhykkeen kohdetta etäisyydellä r Auringosta massalla M_sun. 
Perinteinen kiihtyvyys yleisen suhteellisuusteorian mukaan: 
g_{GR} = GM_sun / r² 
Lisäkiihdytys 4-nosteella kaareutuneen ainekentän myötä karkealla arviolla: 
g_{vacuum} ≈ √(8πG * (GM_sun / r²)² / (8πG)) - GM_sun / r² = GM_sun / r² * 0.4 
Kokonaiskiihtyvyys: 
g = g_{GR} + g_{vacuum} = GM_sun / r² * 1.4 

4. Vaikutus kohteen kiertoratoihin
Nosteisen ainekentän vaikutuksen laskeminen kiertoratoihin: 
da/dt = 2e√(a/μ) * F_r * sin(f) 
missä: 
a on isomman puolikkaan akselin pituus 
e on eksentrisyys 
μ = GM_sun 
F_r on radiaalivoima 
f on todellinen anomalya 

dq/dt = 2p/h * (F_r * sin(f) + F_t * (cos(f) + cos(E))) 
missä: 
q on perihelin etäisyys 
p = a(1-e²) on semi-latus rectum 
h = √(μa(1-e²)) on liikemäärä per massayksikkö 
F_t on tangentin suuntainen voima 
E on eksentrinen anomalya 

Nosyeisen ainekentän aiheuttamat voimat: 
F_r = m * g_{vacuum} * cos(f) 
F_t = m * g_{vacuum} * sin(f) 
missä m on kohteen massa

5. Laskennalliset tulokset
Tyypillisiä Kuiperin vyöhykkeen kohteen parametreja käyttäen (a ≈ 50 AU, e ≈ 0.2) saadaan seuraavat arviot: 
Isomman puolikkaan akselin muutosnopeus: da/dt ≈ 0.1 AU / Myr 
Perihelin etäisyyden muutosnopeus: dq/dt ≈ 0.05 AU / Myr 
Nämä muutokset riittävät selittämään Kuiperin vyöhykkeen kohteiden ratojen poikkeamat ilman Planeetta 9:ää miljoonien vuosien aikajänteellä.

6. Johtopäätökset 
Nämä laskelmat osoittavat, että nosteinen ainekenttä voi aiheuttaa merkittäviä muutoksia Kuiperin vyöhykkeen kohteiden kiertoradoissa pitkällä aikavälillä. Vaikutus on samaa suuruusluokkaa kuin oletetun Planeetan 9 vaikutus, mutta syntyy luonnollisesti kentän rakenteesta ilman lisäplaneettaa.

7. Loppuhuomautukset 
Galaksitasolla laskelmat perustuvat keskuskiihtyvyyden käyttöön havaitun rotaationopeuden perusteella. Tässä laskelmat perustuvat tunnettuun Auringon massaan. Eikö tämä ole harhaanjohtavaa? Jos GR mallintaa aurinkokunnan dynamiikan oikein, tällainen lisämassahan ei olisi voinut jäädä huomaamatta. Kyllä - lisämassa on suhteellinen, ja tarkoitus on tutkia tyhjiöenergian liukuvaa suhteellista muutosta efektiivisessä kiihtyvyydessä g(r).

Tämä selittyy lopulta sillä, että Auringon ja planeettojen massat ovat arvioita GR:n mukaan. Kun otetaan huomioon tyhjöenergia, kokonaismassa pysyy samassa suuruusluokassa, mutta järjestelmän kiertävät kappaleet saavat hieman pienemmät todelliset massat. Koska järjestelmä on muuten hyvin pallogeometrinen, tämän suuruinen korjaus tulee ilmi vain erittäin eksentrisillä radoilla riittävän kaukana - erityisesti transneptunisilla radoilla.